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本文拆分至“第二册 第9章静载荷试验 9.1综述”

打入桩基础的设计与施工是J9集团一个新系列
，重要分享美国联国公路局（FHWA）出版的《打入桩基础的设计与施工》手册（共三卷）。本手册的第二卷
，FHWA-NHI-16-010
，重要介绍静载荷试验
，动载荷测试以及信号拟合
，急剧载荷试验
，颠簸方程分析
，动力公式
，合同文件
，打桩设备
，桩附件
，打桩尺度
，以及施工监控等内容。本期起
，我们将逐步与各人分享手册中的重要内容。

注：《打入桩基础的设计与施工》手册中文版为英文翻译版本
，由美国公路治理局授权J9集团仪器设备中国有限公司进行翻译
，如由于翻译原因存在错漏或歧义的情况
，请以英文原版为准
，敬请原谅！

静载荷试验为工程师验证试验桩或工程桩的尺度阻力和变形提供了极度有价值的信息。执行静载荷试验的原因蕴含：

1. 凭据测得的载荷—位移或载荷—传输数据
   ，提供设计验证或改进设计的信息
   ，以及施工验证或改进施工法式的信息。

2. 确认地下岩土层能提供尺度岩土阻力。

3. 为新的静力学设计步骤
   ，区域地质情况
   ，动力或急剧荷载试验分析步骤或法式提供或者标定土阻力系数。

4. 确定水平载荷桩的p-y曲线。

应由经验丰硕的工程师造订并监督静态载荷测试法式。静载荷测试了局时时被用做设计、测试和施工的对比基准参考线。静载荷试验的质量沉要
，在目前钻研或更新当前LRFD阻力系数时更为沉要。测试或分析若执行不当
，可能会不安全或造成浪费。

为了充分打算和执行静载荷试验法式
，应首先获得以下信息。

1. 在测试地位进行具体的地下勘探。载荷试验不能包办地下勘探。

2. 确认地下地层
   ，蕴含地质资料的工程参数和地下水前提。

3. 静态分析选择适当的桩型和桩长度
   ，选择相宜的载荷试验地位。

明确静载荷试验规划的指标
，同时应选择试验的类型和频率
，提出静载荷试验的设计主张或筹备施工时所需的知识。载荷试验的指标是确认尺度岩土阻力还是提供具体的荷载传输信息以用于最终设计或提高设计效能
，对人力和设备的需要有着很大的差距。在筹备测试期间应试虑以下项目
，以便提供所需的信息。

明确装载设备(反力梁和千斤顶)的量程
，保障在测试过程中能加载到土层的尺度阻力。若是载荷测试设备的量程刚刚达到岩土尺度阻力
，在测试过程中是不及以使岩土层达到塑性粉碎的。因而无法引发出岩土的真正阻力
，也达不到提高设计效能的主张。千斤顶量程应达到预期加载量的120%和150%之间。

对于荷沉传感器和球面承压板
，以及线性位移传感器(LVDT’s)或千分表的规格应有具体要求
，其行程应满足桩头荷载及位移丈量的精度要求。严禁使用在测试期间因行程不及而必须使用垫片或者沉置的线性位移传感器或者千分表。若可能
，还应在桩底和中央进行位移丈量
，以便可能评估桩侧和桩端的阻力。荷沉传感器的量程应达到预期施加的最大负载的120%和150%之间。

载荷测试项目应由此领域经验丰硕的地基工程师监督。

测试桩的施工纪录中应要求纪录适当的施工细节。通常
，施工日志只会纪录锤型和打桩阻力。现实上还必要纪录一些其他的信息
，如冲程(出格是在最终入桩时)、燃料/能量设置、锤缓冲资料和锤尺寸、新的和更换的桩垫的厚度、精确的最终贯入度
，还有一些辅助措施的具体信息
，如预钻孔及其深度、打桩起头和实现的功夫、停锤深度以及用于接桩和设备守护的持续功夫等等。

推荐在载荷试验桩上使用动力学测试来评估打桩时的尺度阻力
，蕴含泥土阻力散布、打桩系统机能评估、打桩应力推算和细化颠簸方程输入参数。

无论在设计阶段还是施工阶段执行静载荷试验都应达到一个预期指标。通常蕴含确定尺度岩土阻力或典型场地的荷载传输信息。应凭据场地确定载荷试验的次数和试验地位
，通过在各场地执行一次静载荷试验来确定AASHTO(美国国度公路和运输协会尺度)中尺度阻力的阻力系数。

以下尺度改编自Kyfor等人主编的FHWA-SA-91-042(1992)
，总结了能够有效利用静桩载荷试验的情况或者场所：

1. 节约大量成本。在涉及摩擦桩(确定设计桩长是否能够削减)或端承桩(确定是否能够使用更高的尺度阻力)的大型项目中很常见。

2. 由于工程师经验不及
   ，场地结构怪异或工程前提限度而无法确定尺度准岩土阻力。

3. 项主张地下前提差距很大
   ，能够划分成前提类似的区域。而后能够在划分的有代表性的区域内执行静力学试验
   ，并据此对地基进行区域划分。

4. 使用的尺度岩土阻力值显著高于现实典型值。

5. 预期尺度土阻力因泥土复原或松弛会产生显著变动的情况。

6. 当轴向抗拔阻力或水平位移的靠得住评估很沉要时。

7. 验证新设计或试验步骤时。

8. 当使用新桩型、大直径开口管桩
   ，和/或打桩法式时。

9. 当沉复使用现有桩支持新的更沉的载荷结构时。

10. 在施工期间
    ，用动力学公式或动力学分析步骤估算的尺度阻力与静力学分析丈量该深度处的阻力估算显著分歧时。例如
    ，将H型桩打入疏松或者中密砂和砾石中出现溜桩。

11. 凭据部门和区域地质前提美满LRFD(荷载抗力系数设计法)校定时。

在设计阶段组织并发展的载荷试验的了局可以为桩基础设计提供最佳信息。静载荷试验的次数、试验的桩型、打桩步骤和试验载荷要求应由掌管设计的岩土工程师和结构工程师确定
，双方共同努力是必不成少的。以下是在设计阶段进行载荷试验的利益。

1. 可进行几种分歧桩型、桩段和桩长的载荷试验
   ，设计选择最经济的桩基规划。

2. 确定达到最幼入土深度的可打性
   ，以及评估在预计入土深度时尺度岩土阻力的合用性。

3. 为工程桩成立初步的打桩准则。

4. 向施工项目投标人提供打桩信息以削减投标“意表”。

5. 尽可能预防与打桩有关的合同纠纷。

6. 载荷试验项目了局能够反映在最终的设计和规范中。

在施工起头时的载荷试验可能是测试一些无法在设计阶段确定成本项主张最佳功夫。施工阶段的静载荷试验对于确认设计载荷是否相宜、确定工程桩的最终设计长度以及打桩法式是否令人中意极其沉要。也许最沉要的是
，这些了局可用于改进设计桩长估算并确定一个最低入土深度要求。

正如Paikowsky(2004)和Abu-Hejleh(2015)所提到的
，校准设计步骤的靠得住度以及改进现实桩基础的岩土设计都必要用到载荷试验数据库。有了高质量、齐全的载荷试验数据
，我们就能够将设计和施工验证步骤与满负荷载荷试验了局进行对比。有了这些信息
，设计人员可能在某一特定的设计步骤中增长阻力系数
，或者在场地类似的前提下向设计师提供优选的地基代替规划和施工步骤。

在2010年
，俄勒冈交通部(DOT)进行过此类钻研
，他们凭据颠簸方程分析(史女士等人2011)评估了打入桩的阻力系数。其时
，AASHTO建议颠簸方程分析阻力系数φdyn为0.40。该阻力系数导致LRFD框架内的桩基成本增长。因而
，俄勒冈交通部进行校准钻研来评价颠簸方程分析的高阻力系数的靠得住性。在审查了几个数据库之后
，钻研建议颠簸方程分析初始打入桩的阻力系数为0.55
，复打时系数为0.40。由于该项钻研和其他人致力的了局
，AASHTO(2010)设计规范建议的颠簸方程分析阻力系数从φdyn = 0.40改为φdyn = 0.50。

FHWA(美国联国公路局)深基础载荷测试数据库(DFLTD)蕴含多个州的公路机构、FHWA处事处和来自国际的数据。数据固然不再更新
，但可联系FHWA获得DFLTD数据
，数据库蕴含从1985年到2003年所做的约莫1300次载荷试验了局。一些州 交通局也成立了一些载荷试验数据库。

建议将载荷试验了局和附带的地质资料及打桩过程信息一起存储在数据库中。在ASTM尺度关于汇报的部门
，针对轴向抗压载荷试验、轴向抗拔载荷试验和水平载荷试验明确了数据库中应蕴含的齐全场地信息、打桩资料和载荷试验具体资料。网络此类数据信息可提高造订和校准新的设计或施工节造步骤的效能。

表1提供了由静载荷试验得出的的合用于尺度轴向岩土阻力系数。载荷试验是轴向抗压还是轴向抗拔以及是否进行动力学测试
，城市影响阻力系数的选择。这里没有划定水平载荷试验的阻力系数
，由于水平载荷试验通常由极限状态下的变形准则节造
，而不是由强度极限状态节造。

表1 打入桩静载荷试验的阻力系数(改自AASHTO 2014)

撰稿：幼助理啪叽